皮帶式床和ct設備及用於ct設備校準數據的獲取方法
2023-07-24 10:32:31 1
專利名稱：皮帶式床和ct設備及用於ct設備校準數據的獲取方法
技術領域：
本發明總體上涉及CT領域，特別涉及一種皮帶式床和CT設備及用於CT設備校準數據的獲取方法。
背景技術：
使用CT設備來進行掃查以得到被掃查對象的清晰圖像目前已得到廣泛地應用。 眾所周知，如圖1所示，典型地CT設備至少包括球管1、探測器2以及床3，其中，所述球管 1用來發射X射線；所述探測器2用來接收所述球管1發射的X射線，顯示控制臺50對被掃查對象(例如病人)進行成像；所述床3用來承載被掃查對象，所述床3包括床板31和傳動裝置。通常球管1和探測器2設置在掃描架內的相對側上。美國US6185272B1 文獻公開了一種 「Architecture for CT scansystem」，其主要是用於機場託運的行李的桌式床。另外，美國US7072434B1公開了一種「Carry-on Baggage Tomography ScanningSystem",也主要是用於行李及物品的掃描。典型CT設備上所使用的床3的床板31常常採用碳纖維材料製成，由於碳纖維比較昂貴，所以使得整個CT設備的成本較高。其次，由於在CT設備掃描過程中，需要床板31能夠攜帶病人滑動，使床板滑動的滑動結構當前主要包括導軌、滑車等等，這是很複雜的，而且也同樣增加了整個CT設備的成本。再者，由於在掃描過程中病人是躺在床板31上的，所以從球管1發射出來的X射線需要穿過病人和床板31後才能到達探測器2，因而由於X射線通過床板31而被衰減了， 要想得到清晰的圖像就需要加大對病人施加的X射線劑量，我們知道，X射線對人體是有累積傷害的，因此從所施加的X射線的角度上來講現有技術的床對病人有一定的局限性。另外，現有技術的床的床板在垂直於掃描平面方向是懸(臂)梁結構的，因此在床板沿垂直於掃描平面方向滑動時是存在下垂的問題的，從而導致病人不同身體部位的圖像下移，且病人體位在全掃描範圍不是在圖像最清楚的位置。
發明內容
本發明要解決的主要技術問題是提供一種安全且結構簡單的皮帶式床和CT設備及用於CT設備校準數據的獲取方法。為了解決上述問題，本發明皮帶式床的技術方案包括床板和用於驅動所述床板移動的運動驅動裝置，所述床板和所述運動驅動裝置在掃描平面上對X射線的衰減非常低或者接近0。優選地，所述運動驅動裝置包括主動驅動部分和被動驅動部分且在所述主動驅動部分和所述被動驅動部分之間存在間隙，其中所述掃描平面能夠穿過所述間隙。優選地，所述主動驅動部分包括主動輪、從動輪、圍繞所述主動輪和所述從動輪的皮帶。優選地，所述主動驅動部分還包括用於支撐所述皮帶的中間支撐。優選地，所述主動輪和所述從動輪具有齒，在所述皮帶的內表面具有與所述主動輪和所述從動輪上的齒相配合的齒，這些齒在掃描過程中不經過掃描平面。優選地，所述運動驅動裝置包括主動輪和從動輪以及使所述主動輪和所述從動輪聯動的皮帶，其中，所述皮帶只存在於與所述床板接觸的一側。優選地，所述運動驅動裝置包括主動輪和從動輪以及圍繞所述主動輪和所述從動輪的皮帶。優選地，所述運動驅動裝置還包括用於支撐所述皮帶的中間支撐且在所述中間支撐中存在間隙，所述間隙能夠使所述掃描平面從其穿過。優選地，所述床板與所述皮帶在它們彼此相接觸的側上分別存在相互配合的凹或凸結構。優選地，所述床板與所述皮帶在它們彼此相接觸的側上分別存在相互配合的公連接或者母連接。優選地，在所述主動輪和所述從動輪上分別設有法蘭。優選地，在所述從動輪中部設有反向張力彈簧。優選地，所述中間支撐為輪子組。優選地，所述中間支撐為輪子陣列。優選地，所述中間支撐為方形塊。優選地，所述中間支撐上塗有塗層。在本發明的另一方面，本發明CT設備的技術方案包括本發明皮帶式床。在本發明的再一方面，本發明用於CT設備校準數據的獲取方法包括步驟把球管旋轉至0-180度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第一掃描數據；把球管旋轉至180-360度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第二掃描數據； 組合所述第一掃描數據和所述第二掃描數據。優選地，所述步驟組合所述第一掃描數據和所述第二掃描數據進一步包括剔除床體信息數據。與現有技術相比，本發明皮帶式床和CT設備及用於CT設備校準數據的獲取方法的有益效果為首先，由於本發明的運動驅動裝置在掃描平面上對X射線的衰減非常低或者接近 0，所以床板的厚度也可以比較薄。床板在掃描平面上對X射線的衰減非常低，這樣減少了能夠呈現清晰圖像所需要的X射線劑量，因此對病人是安全的。其次，由於本發明的床沒有導軌以及滑車等部件，因此結構簡單且成本低。再者，由於本發明的床板不是懸(臂)梁結構的，因此在床板垂直於掃描平面滑動時是不存在下垂的問題的，因而圖像將更加清晰。
為了對本公開內容更透徹的理解，下面參考結合附圖所進行的下列描述，在附圖中圖1是典型CT設備的示意圖；圖2A是依據本發明皮帶式床的一個實施例的後視圖；圖2B是圖2A所示實施例的前視圖；圖2C是圖2A所示實施例的截面圖；圖3是依據本發明皮帶式床一個實施例的主動和被動驅動部分的示意圖；圖4是依據本發明皮帶式床又一實施例的示意圖；圖5是依據本發明皮帶式床又一實施例的示意圖；圖6是床板和皮帶結合的示意圖；圖7是床板和皮帶尼龍搭扣連接示意圖；圖8是精確的內齒式皮帶傳動示意圖；圖9是帶兩端法蘭的棍子示意圖；圖10是具有反向漲力彈簧傳動示意圖；圖11是長輪子支撐排示意圖；圖12是小輪子支撐陣列示意圖；圖13是塊或板支撐示意圖；圖14是本發明用於CT設備校準數據的獲取方法的流程圖；圖15是掃描系統在0度時的示意圖；圖16是掃描系統在第一掃描位置時的示意圖；圖17是掃描系統在第二掃描位置時的示意圖；圖18是依據本發明用於CT設備校準數據的獲取方法的一個實施例的在第一掃描位置得到的數據形態示意圖；圖19是依據本發明用於CT設備校準的數據的獲取方法的一個實施例的在第二掃描位置得到的數據形態示意圖；圖20是依據本發明用於CT設備校準數據的獲取方法的一個實施例的將在第一掃描位置得到的數據與在第二掃描位置得到的數據組合後的數據形態示意圖。
具體實施例方式下面將詳細描述本發明的具體實施例，但本發明並不限於下述具體實施例。如圖2A、2B和2C所示，本發明皮帶式床，包括床板5和用於驅動所述床板5移動的運動驅動裝置6，其中，所述床板5和所述運動驅動裝置6在掃描平面30上對X射線的衰減非常低或接近0。本發明皮帶式床的床板5和運動驅動裝置6在掃描平面上對X射線的衰減非常低或接近0，這樣球管1在不發射現有技術那麼大劑量的X射線的情況下也能夠清晰地成像， 從而本發明皮帶式床對被照對象來說更安全。再如圖2C所示，在本發明皮帶式床的一個實施例中，所述運動驅動裝置6包括主動驅動部分61和被動驅動部分62且在所述主動驅動部分61和所述被動驅動部分62之間存在間隙，所述主動驅動部分61帶動被動驅動部分62運動，從而帶動床板5移動，其中
所述掃描平面30能夠穿過所述間隙。對於所述間隙的大小，只要稍微大於探測器的探測寬度即可。如圖3所示，所述主動驅動部分61包括主動輪11、從動輪12、圍繞所述主動輪11 和所述從動輪12的皮帶13。另外，所述主動驅動部分61還包括用於支撐所述皮帶13的中間支撐14。在本發明的另一個實施例中，如圖4所示，所述運動驅動裝置6包括主動輪11和從動輪12以及使所述主動輪11和所述從動輪12聯動的皮帶13，其中，所述皮帶13隻存在於與所述床板5接觸的一側。在該例中，皮帶13圍繞主動輪11和從動輪12半周，所以只有一層皮帶13會對X 射線有衰減。如圖5所示，在本發明的又一實施例中，所述運動驅動裝置6包括主動輪11和從動輪12以及圍繞所述主動輪11和所述從動輪12的皮帶13。在本例中，皮帶13圍繞主動輪11和從動輪12 —周，也就是有二層皮帶13會對X 射線造成衰減。如圖4和5所示，其中的皮帶13可以採用對X射線衰減小的材料製成。優選地，如圖8所示，所述主動輪11和所述從動輪12具有齒21，在所述皮帶13的內表面具有與所述主動輪11和所述從動輪12上的齒相配合的齒21，這樣，床有更高的傳動精度。對圖4和圖5的實例而言，皮帶上的齒是兩端有齒中部無齒，以減少齒對圖像質量的影響。在圖4和5所示的示例中，所述運動驅動裝置6還包括用於支撐所述皮帶13的中間支撐14，且在所述中間支撐14中，即在中間製成14與掃描平面30相交處存在間隙，所述間隙能夠使所述掃描平面30從其穿過，也就是說，中間支撐14不會對X射線造成衰減。該間隙的大小隻要稍微大於探測器的探測寬度即可。如圖6所示，所述床板5與所述皮帶13在它們彼此相接觸的側上分別存在相互配合的凹結構15或凸結構16。凹結構15和凸結構16的配合可以限制床板5移動，從而床板 5與所述皮帶13之間無滑動和旋轉。另外，如圖7所示，所述床板5與所述皮帶13在它們彼此相接觸的側上分別存在相互配合的公連接17或者母連接18。該公連接17和母連接18可以採用尼龍搭扣的形式， 以限制床板5與所述皮帶13之間的分離這樣。這樣，床板5就被完全固定在了皮帶13上。如圖9所示，優選地，在所述主動輪11和所述從動輪12上分別設有法蘭22，該法蘭22能夠限制皮帶13左右運動。在本發明的一個實施例中，如圖10所示，在所述從動輪12中部設有反向張力彈簧 23，這樣，皮帶總處於漲緊狀態，減少了反向運動的誤差。如圖11所示，所述中間支撐14可以為由小輪M組成的輪子組。再如圖12所示，所述中間支撐14還可以為小輪M組成的輪子陣列。如圖13所示，所述中間支撐14為方形塊25。優選地，該方形塊25上塗有塗層，該塗層可以起到光滑耐磨的作用。另外，本發明皮帶式床還可以包括位置探測器和控制器(未示出)，探測和控制床板的位置，床板的運動速度，床板的運動加速度。
7
在本發明的另一方面，本發明還公開了一種CT設備，該CT設備的技術方案包括本發明皮帶式床，由於上面已經對本發明皮帶式床的技術方案進行了詳述，在此不再贅述。對於一臺CT設備而言，通常需要定期地對其進行校準。校準過程可以生成 Aircal (空氣校正)、(；sin和Gcos (重力正旋與餘旋)、BH(波束硬化)、BIS (骨骼引入譜)、 (^#調整(CT數調整)等等。對一臺CT設備進行校準，首先需要獲得完整的掃描數據，也就是需要獲得對空氣或者水膜進行掃描而得到的數據。通常的做法是先移除CT設備的床，然後再對空氣或者水膜進行掃描以獲得完整的掃描數據。眾所周知，移除床是很麻煩的一件事情，如何在不移除床的情況下獲得用於CT設備校準的數據是當前業界研究的重點之一。如圖14所示，在本發明的再一方面，本發明公開了一種用於CT設備校準數據的獲取方法包括步驟1)把球管1旋轉至0-180度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第一掃描數據；步驟2、把1球管旋轉至180-360度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第二掃描數據；步驟幻組合所述第一掃描數據和所述第二掃描數據。由上述可知本發明是採用把球管1旋轉至0-180度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第一掃描數據，該步驟所說的0-180度之間的某位置，即，在該位置處球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線，假設為Li， L2，....Ln，當上述某連線與床體Y向(上下方向)中心線的重合位置，在此位置進行靜態 (非旋轉)放線；獲得第一掃描數據後，把1球管旋轉至180-360度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第二掃描數據，此180-360度之間的某位置，即球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線，假設為L1，L2，. . . . Ln,當上述某連線與床體Y向(上下方向)中心線的重合位置，在此位置進行靜態(非旋轉)放線。由於第一掃描和第二掃描中均包含床體數據，但床體信息位於不同的通道範圍。這樣將第一掃描數據和第二掃描數據進行組合就可以得到完整的掃描數據。當然，從方法本質上，上述的「重合位置」附近上下若干角度(如20度)範圍內的某角度位置也是可以選取的區域。對於步驟組合第一掃描數據和第二掃描數據還包括剔除床體信息的數據。由上述可知，本發明用於CT設備校準數據的獲取方法，是採用將球管1分別旋轉到如圖16及17所示位置進行靜態(非旋轉)放線以獲得第一掃描數據和第二掃描數據。例如，如圖15所示，圖示了球管1在0度時的機架狀態，圖中L代表球管至虛擬旋轉中心(ISO)的距離，H代表床體距離虛擬旋轉中心(ISO)的距離，D代表檢測器至虛擬旋轉中心(ISO的距離)。在本例中，如圖16，表示球管和檢測器在第一掃描位置的狀態，圖中A和B分別表示檢測器的兩端，T表示檢測器上能接收到床體信號的通道位置。在該例中，將球管1移動到如下角度Anglel = PI/2+Actan (H/L)其中，PI表示Ji，Actan表示正切函數，H表示代表床體距離虛擬旋轉中心(ISO) 的距離，L表示代表球管至虛擬旋轉中心(ISO)的距離。
如圖17所示，表示球管和檢測器在第二掃描位置的狀態，圖中A和B分別表示檢測器的兩端，T表示檢測器上能接收到床體信號的通道位置。在本例中，將球管1旋轉到角度Angle2 = PI*3/2-Actan (H/L)。例如，圖15 所示，L = 541，H = 135。可知，Anglel = 104°，Angle2 = 256°。在第一掃描位置得到的數據形態大致如圖18所示。在第二掃描位置得到的數據形態大致如圖19所示。圖18和19中的數據一般是經過暗電流校正，參考通道校正，解 Ganging處理後的數據。下面就對第一掃描數據和第二掃描數據進行組合。分別在圖18和圖19中選取T位置附近的區域(如虛線框所示)，T位置為距離床體Y向中心線最近的通道。首先剔除T位置附近包含床體信息的通道數據(如把此區域數據置為0)，分別對第一和第二位置的掃描數據做相似的操作。然後把「剔除床體信息」後的數據做通道對通道的加和處理，在第一第二位置皆處於「非床體信息位置」的數據加和後除以2即可，其餘數據保持不變，即可得到如圖20所示的加和結果。由於本發明的運動驅動裝置在兩端支撐床板，因此對床板的強度和剛度要求大幅下降，低密度和低強度的材料可以被應用，例如泡沫塑料，工業有機玻璃，密度板等低X射線的衰減的材料。由於運動驅動裝置對床板的兩端支撐距離近，所以床板的厚度也可以比較薄。床板在掃描平面上對X射線的衰減非常低，這樣減少了能夠呈現清晰圖像所需要的 X射線劑量，因此對病人是安全的。此外，本發明用於CT設備校準數據的獲取方法能夠在不移除床的情況下，獲得完整的校準數據，大大提高了工作效率。雖然上述已經結合附圖描述了本發明的具體實施例，但是本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以對本發明進行各種改變、修改和等效替代。這些改變、修改和等效替代都意為落入隨附的權利要求所限定的精神和範圍之內。
權利要求
1.一種皮帶式床，包括床板和用於驅動所述床板移動的運動驅動裝置，其特徵在於，所述床板和所述運動驅動裝置在掃描平面上對X射線的衰減非常低或者接近0。
2.如權利要求1所述的皮帶式床，其特徵在於，所述運動驅動裝置包括主動驅動部分和被動驅動部分且在所述主動驅動部分和所述被動驅動部分之間存在間隙，其中所述掃描平面能夠穿過所述間隙。
3.如權利要求2所述的皮帶式床，其特徵在於，所述主動驅動部分包括主動輪、從動輪、圍繞所述主動輪和所述從動輪的皮帶。
4.如權利要求3所述的皮帶式床，其特徵在於，所述主動驅動部分還包括用於支撐所述皮帶的中間支撐。
5.如權利要求4所述的皮帶式床，其特徵在於，所述主動輪和所述從動輪具有齒，在所述皮帶的內表面具有與所述主動輪和所述從動輪上的齒相配合的齒，這些齒在掃描過程中不經過掃描平面。
6.如權利要求1所述的皮帶式床，其特徵在於，所述運動驅動裝置包括主動輪和從動輪以及使所述主動輪和所述從動輪聯動的皮帶，其中，所述皮帶只存在於與所述床板接觸的一側。
7.如權利要求1所述的皮帶式床，其特徵在於，所述運動驅動裝置包括主動輪和從動輪以及圍繞所述主動輪和所述從動輪的皮帶。
8.如權利要求7所述的皮帶式床，其特徵在於，所述主動輪和所述從動輪具有齒，在所述皮帶的內表面具有與所述主動輪和所述從動輪上的齒相配合的齒，這些齒在掃描過程中不經過掃描平面。
9.如權利要求6和7所述的皮帶式床，其特徵在於，所述運動驅動裝置還包括用於支撐所述皮帶的中間支撐且在所述中間支撐中存在間隙，所述間隙能夠使所述掃描平面從其穿過。
10.如權利要求3至7所述的皮帶式床，其特徵在於，所述床板與所述皮帶在它們彼此相接觸的側上分別存在相互配合的凹或凸結構。
11.如權利要求10所述的皮帶式床，其特徵在於，所述床板與所述皮帶在它們彼此相接觸的側上分別存在相互配合的公連接或者母連接。
12.如權利要求11所述的皮帶式床，其特徵在於，在所述主動輪和所述從動輪上分別設有法蘭。
13.如權利要求12所述的皮帶式床，其特徵在於，在所述從動輪中部設有反向張力彈ο
14.如權利要求10所述的皮帶式床，其特徵在於，所述中間支撐為輪子組。
15.如權利要求10所述的皮帶式床，其特徵在於，所述中間支撐為輪子陣列。
16.如權利要求10所述的皮帶式床，其特徵在於，所述中間支撐為方形塊。
17.如權利要求16所述的皮帶式床，其特徵在於，所述中間支撐上塗有塗層。
18.—種CT設備，其特徵在於，包括如權利要求1至17任一項所述的皮帶式床。
19.一種用於CT設備校準數據的獲取方法，其特徵在於，包括步驟把球管旋轉至0 180度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第一掃描數據；把球管旋轉至180 360度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第二掃描數據；組合所述第一掃描數據和所述第二掃描數據。
20.如權利要求19所述的用於CT設備校準數據的獲取方法，其特徵在於，所述步驟組合所述第一掃描數據和所述第二掃描數據進一步包括剔除床體信息數據。
全文摘要
本發明公開了一種皮帶式床和CT設備及用於CT設備校準數據的獲取方法。本發明皮帶式床包括床板和用於驅動所述床板移動的運動驅動裝置，所述床板和所述運動驅動裝置在掃描平面上對X射線的衰減非常低或者接近0。本發明CT設備包括本發明皮帶式床。本發明用於CT設備校準數據的獲取方法包括把球管旋轉至0-180度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第一掃描數據；把球管旋轉至180-360度之間的球管焦點與各檢測器中心都存在一虛擬連線的某位置進行掃描以獲取第二掃描數據；組合所述第一掃描數據和所述第二掃描數據。採用本發明的技術方案對病人來說更加安全且成本低。
文檔編號A61B6/03GK102551774SQ20101061562
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者劉海亮, 張笑妍, 楊緒勇, 王學禮 申請人:Ge醫療系統環球技術有限公司